铜基合金/碳纳米纤维杂化材料的制备及其在电催化析氢中的应用
发布时间：2022-10-04 12:57
能源枯竭和环境恶化是妨碍可持续发展战略的两大障碍,因此开发绿色环保的新型能源以取代化石燃料是未来能源的发展趋势。氢能源因其清洁、高效、可持续等特点而被公认为最有潜力的能源载体之一。在众多的制氢方法中,电催化分解水因方法简单、产物纯度高、资源丰富而引起了广泛的关注,铂基材料作为最好的析氢催化剂因为价格昂贵和地球储量少而无法大规模地商业应用。因此,如何在降低生产成本的同时提高催化剂的析氢活性和稳定性成为了当前急需解决的难题。随着纳米技术的飞速发展,零维纳米颗粒和一维纳米纤维由于其特殊的纳米效应和高比表面积而被广泛应用于许多领域。同时,资源丰富且廉价的Cu基纳米材料因其独特的物理化学性质也逐渐进入了人们的视线。基于上述原因,本文通过静电纺丝技术和高温碳化工艺制备了一系列超细碳纳米纤维作为支撑材料来负载Cu基纳米颗粒（NPs）,将其作为电极材料应用于电催化析氢领域,系统研究和分析了Cu基纳米颗粒的形貌和尺寸与催化活性之间的关系。主要内容如下:（1）通过溶胶凝胶法制备含有Cu盐的PVA水溶液,然后采用静电纺丝技术和高温碳化工艺得到CuNPs/碳纳米纤维（CNFs）杂化材料,利用扫描电子显微镜（S...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩写、符号清单和术语表
第一章 绪论
1.1 电催化析氢概述
1.1.1 反应机理
1.1.2 理论计算
1.2 Cu基材料在电催化析氢中的应用
1.2.1 Cu的物理化学性质
1.2.2 Cu基材料作为析氢电极的研究进展
1.3 静电纺丝技术简介
1.4 论文的主要内容和创新点
1.4.1 论文的主要内容
1.4.2 论文的创新点
第二章 实验方法与样品表征
2.1 实验原料
2.2 样品的制备
2.2.1 CuNPs/CNFs杂化材料的制备
2.2.2 Pt-Cu/CNFs 杂化材料的制备
2.2.3 Au-Cu/CNFs 杂化材料的制备
2.3 样品的表征方法
2.4 样品的性能测试
第三章 CuNPs/CNFs杂化材料的制备及其在电催化析氢中的应用
3.1 引言
3.2 结果与讨论
3.2.1 Cu NPs/CNFs 杂化材料的形貌与结构分析
3.2.2 Cu NPs/CNFs 杂化材料的电化学性能
3.3 本章小结
第四章 Pt-Cu/CNFs杂化材料的制备及其在电催化析氢中的应用
4.1 引言
4.2 结果与讨论
4.2.1 Pt-Cu/CNFs 杂化材料的形貌与结构分析
4.2.2 Pt-Cu/CNFs 杂化材料的电化学性能测试
4.3 本章小结
第五章 Au-Cu/CNFs杂化材料的制备及其在电催化析氢中的应用
5.1 引言
5.2 结果与讨论
5.2.1 Au-Cu/CNFs 杂化材料的形貌与结构分析
5.2.2 Au-Cu/CNFs 杂化材料的电化学性能测试
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]日本研究用太阳能发电制氢储氢技术[J]. 舟丹. 中外能源. 2017(08)
[2]壳聚糖纳米纤维的制备及其在生物医学领域的应用[J]. 吴敬瑞,于亚兰,赵薇,余祥艳,王莹,杨帅,张大伟. 广东化工. 2017(14)
[3]Cu2+掺杂TiO2的制备及光催化性能[J]. 武小满,郭丽丽,候东霞. 化工新型材料. 2017(05)
[4]石墨烯负载MoS2-Ni2P纳米颗粒作为析氢电催化剂[J]. 秦瑞杰,张占男,王宇新. 化学工业与工程. 2017(02)
[5]静电纺纳米纤维增强复合材料的研究进展[J]. 杨海贞,蔡志江. 产业用纺织品. 2015(03)
[6]微波辅助Cu（Ⅱ）-Fenton体系催化氧化处理对硝基苯酚废水[J]. 苗肖君,王楠楠,赵姗姗,潘维倩,王鹏. 环境工程学报. 2014(06)
[7]焙烧温度对Cu/Zn/Al催化剂超临界甲醇中木质素液化的影响[J]. 毛朋涛,李法社,包桂蓉,王华,王峥. 应用化工. 2014(05)
[8]纳米金/单壁碳纳米管复合物的制备、表征及其多相催化的潜力（英文）[J]. Anne E.Shanahan,James A.Sullivan,Mary McNamara,Hugh J.Byrne. 新型炭材料. 2011(05)
[9]无氯Cu/AC催化剂的制备及其催化气相甲醇氧化羰基化反应性能[J]. 王瑞玉,李忠,郑华艳,谢克昌. 催化学报. 2010(07)
[10]尺寸效应对Er3+掺杂纳米Y2O3的发光特性的影响[J]. 肖思国,阳效良,丁建文,颜晓红. 物理学报. 2009(01)
博士论文
[1]一维氧化物、硫化物纳米材料的制备，功能化与应用[D]. 胥明.复旦大学 2014
本文编号：3685069
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩写、符号清单和术语表
第一章 绪论
1.1 电催化析氢概述
1.1.1 反应机理
1.1.2 理论计算
1.2 Cu基材料在电催化析氢中的应用
1.2.1 Cu的物理化学性质
1.2.2 Cu基材料作为析氢电极的研究进展
1.3 静电纺丝技术简介
1.4 论文的主要内容和创新点
1.4.1 论文的主要内容
1.4.2 论文的创新点
第二章 实验方法与样品表征
2.1 实验原料
2.2 样品的制备
2.2.1 CuNPs/CNFs杂化材料的制备
2.2.2 Pt-Cu/CNFs 杂化材料的制备
2.2.3 Au-Cu/CNFs 杂化材料的制备
2.3 样品的表征方法
2.4 样品的性能测试
第三章 CuNPs/CNFs杂化材料的制备及其在电催化析氢中的应用
3.1 引言
3.2 结果与讨论
3.2.1 Cu NPs/CNFs 杂化材料的形貌与结构分析
3.2.2 Cu NPs/CNFs 杂化材料的电化学性能
3.3 本章小结
第四章 Pt-Cu/CNFs杂化材料的制备及其在电催化析氢中的应用
4.1 引言
4.2 结果与讨论
4.2.1 Pt-Cu/CNFs 杂化材料的形貌与结构分析
4.2.2 Pt-Cu/CNFs 杂化材料的电化学性能测试
4.3 本章小结
第五章 Au-Cu/CNFs杂化材料的制备及其在电催化析氢中的应用
5.1 引言
5.2 结果与讨论
5.2.1 Au-Cu/CNFs 杂化材料的形貌与结构分析
5.2.2 Au-Cu/CNFs 杂化材料的电化学性能测试
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]日本研究用太阳能发电制氢储氢技术[J]. 舟丹. 中外能源. 2017(08)
[2]壳聚糖纳米纤维的制备及其在生物医学领域的应用[J]. 吴敬瑞,于亚兰,赵薇,余祥艳,王莹,杨帅,张大伟. 广东化工. 2017(14)
[3]Cu2+掺杂TiO2的制备及光催化性能[J]. 武小满,郭丽丽,候东霞. 化工新型材料. 2017(05)
[4]石墨烯负载MoS2-Ni2P纳米颗粒作为析氢电催化剂[J]. 秦瑞杰,张占男,王宇新. 化学工业与工程. 2017(02)
[5]静电纺纳米纤维增强复合材料的研究进展[J]. 杨海贞,蔡志江. 产业用纺织品. 2015(03)
[6]微波辅助Cu（Ⅱ）-Fenton体系催化氧化处理对硝基苯酚废水[J]. 苗肖君,王楠楠,赵姗姗,潘维倩,王鹏. 环境工程学报. 2014(06)
[7]焙烧温度对Cu/Zn/Al催化剂超临界甲醇中木质素液化的影响[J]. 毛朋涛,李法社,包桂蓉,王华,王峥. 应用化工. 2014(05)
[8]纳米金/单壁碳纳米管复合物的制备、表征及其多相催化的潜力（英文）[J]. Anne E.Shanahan,James A.Sullivan,Mary McNamara,Hugh J.Byrne. 新型炭材料. 2011(05)
[9]无氯Cu/AC催化剂的制备及其催化气相甲醇氧化羰基化反应性能[J]. 王瑞玉,李忠,郑华艳,谢克昌. 催化学报. 2010(07)
[10]尺寸效应对Er3+掺杂纳米Y2O3的发光特性的影响[J]. 肖思国,阳效良,丁建文,颜晓红. 物理学报. 2009(01)
博士论文
[1]一维氧化物、硫化物纳米材料的制备，功能化与应用[D]. 胥明.复旦大学 2014
本文编号：3685069
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3685069.html
